德州儀器INA851全差分儀表放大器技術(shù)解析與應(yīng)用指南?
Texas Instruments INA851全差分儀表放大器是具有全差分輸出的高精度儀表放大器。INA851優(yōu)化用于驅(qū)動(dòng)具有全差分輸入的現(xiàn)代高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 輸入。該放大器可在非常寬的單電源或雙電源電壓范圍內(nèi)運(yùn)行?？赏ㄟ^(guò)短接或懸空兩個(gè)引腳，將器件的輸出級(jí)增益設(shè)置為0.2或1。可通過(guò)單個(gè)外部電阻器在1到10,000范圍內(nèi)設(shè)置輸入級(jí)增益。
數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments INA851全差分儀表放大器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf
TI INA851全差分儀表放大器采用了超級(jí)β輸入晶體管，可提供非常低的輸入偏置電流和低輸入?yún)⒖茧娏髟肼?。該器件采用先進(jìn)的制造工藝，具有超低的電壓噪聲、輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電壓漂移。附加電路可保護(hù)INA851輸入免受超過(guò)電源電壓多達(dá)±40V的過(guò)壓影響。此外，該器件輸出具有內(nèi)置鉗位電路，可保護(hù)ADC或下游器件免受過(guò)驅(qū)損壞。
INA851非常適合在單電源（最小8V，最大36V）或雙電源（最小±4V，最大±18V）供電的情況下運(yùn)行。
特性
- 可使用外部電阻器在G = 0.2至10,000的范圍內(nèi)對(duì)增益進(jìn)行編程
- 具有集成鉗位的全差分輸出
- 低失調(diào)電壓：10μV（典型值），35μV（最大值）
- 低偏置漂移：0.1μV/°C（典型值），0.3μV/°C（最大值）
- 低輸入偏置電流：5nA（典型值）
- 輸入級(jí)噪聲：3.2nV/√Hz、0.8pA/√Hz
- 高帶寬：在G = 0.2時(shí)為22MHz， 在G = 1時(shí)為15MHz
- 共模抑制：在G = 10時(shí)為106dB（最小值），在100 ≤ G ≤ 1000時(shí)為120dB（最小值）
- 電源抑制：在G = 1時(shí)為110dB（最小值）
- 電源電流：6mA（典型值）
- 輸入過(guò)壓保護(hù)：超出電源電壓達(dá)±40V
- 供電范圍：
- 單電源：8V至36V
- 雙電源：±4V至±18V
- 指定溫度范圍：-40°C至+125°C
- 16引腳VQFN微型封裝
ADC驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用
詳細(xì)原理圖
框圖
德州儀器INA851全差分儀表放大器技術(shù)解析與應(yīng)用指南?
?一、核心特性與行業(yè)定位?
- ?創(chuàng)新架構(gòu)?
- 業(yè)界首款集成全差分輸出的精密儀表放大器，采用電流反饋輸入級(jí)+四電阻差分輸出級(jí)架構(gòu)
- 輸入級(jí)增益GIN通過(guò)外部電阻RG可編程（0.2-10,000 V/V），輸出級(jí)增益GOUT可選0.2或1 V/V
- 超低噪聲：3.2 nV/√Hz電壓噪聲密度，0.8 pA/√Hz電流噪聲密度
- ?精密性能?
- 超低偏移：輸入級(jí)10 μV（典型值），輸出級(jí)150 μV（G=1時(shí)）
- 低溫漂：0.1 μV/°C輸入級(jí)漂移，5 μV/°C輸出級(jí)漂移
- 卓越線性度：±5 ppm非線性（G=1時(shí)）
- ?防護(hù)特性?
- ±40V輸入過(guò)壓保護(hù)（超越電源軌）
- 集成輸出鉗位電路（VCLAMP±引腳），可保護(hù)下游ADC
?二、關(guān)鍵參數(shù)解析?
| ?參數(shù)? | ?條件? | ?典型值? | ?單位? |
|---|---|---|---|
| 帶寬 | G=0.2時(shí) | 22 | MHz |
| 共模抑制比(CMRR) | G=10, DC-60Hz | 120 | dB |
| 電源抑制比(PSRR) | G=1, RTI | 110 | dB |
| 輸入偏置電流 | 25°C | 5 | nA |
| 工作溫度范圍 | - | -40至+125 | °C |
?三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)?
?1. PLC模擬輸入模塊?
- 采用530Ω增益電阻實(shí)現(xiàn)12.375倍總增益
- VOCM引腳配置為2.5V匹配ADC共模電壓
- 47.4Ω+510pF濾波器抑制ADC電荷注入
?2. 高精度ADC驅(qū)動(dòng)?
?優(yōu)化方案?：
- 反饋電容（CFB 100pF）提升相位裕度
- 47.4Ω+510pF差分濾波器改善THD性能
- 實(shí)測(cè)驅(qū)動(dòng)ADS127L11時(shí)達(dá)107.2dB SNR（Sinc4濾波器）
?四、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)?
- ?熱管理?
- 熱阻θJA=47.3°C/W，需將散熱焊盤(pán)連接至VS-平面
- 滿負(fù)載時(shí)芯片溫升需控制在25°C內(nèi)
- ?布局規(guī)范?
- RG電阻需緊貼器件引腳（間距<5mm）
- 輸入走線對(duì)稱布置，長(zhǎng)度偏差<1mm
- 電源去耦電容（0.1μF）距電源引腳<3mm
- ?輸出鉗位配置?
- VCLAMP±電壓需比VS±低至少1.5V
- 典型值：VCLAMP+=5V, VCLAMP-=0V（驅(qū)動(dòng)5V ADC時(shí)）
?五、選型對(duì)比?
| 型號(hào) | 增益范圍 | 特色功能 | 適用場(chǎng)景 |
|---|---|---|---|
| INA851 | 0.2-10,000 | 全差分輸出+鉗位保護(hù) | 精密ADC驅(qū)動(dòng) |
| INA818 | 1-10,000 | 傳統(tǒng)儀表放大器架構(gòu) | 通用信號(hào)調(diào)理 |
| INA849 | 1-10,000 | 超低噪聲(1nV/√Hz) | 醫(yī)療設(shè)備 |
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系本站處理。
舉報(bào)投訴
-
高精度
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
864瀏覽量
27113 -
模數(shù)轉(zhuǎn)換器
+關(guān)注
關(guān)注
26文章
4099瀏覽量
130250 -
儀表放大器
+關(guān)注
關(guān)注
18文章
515瀏覽量
73648 -
全差分
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
29瀏覽量
10127
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
熱點(diǎn)推薦
德州儀器推INA128-HT高溫精密低功耗儀表放大器
INA128-HT 高溫精密低功耗儀表放大器,Precision Low Power Instrumentation Amplifiers.
發(fā)表于 02-06 10:57
?2768次閱讀
如何用單端儀表放大器實(shí)現(xiàn)全差分輸出？
可以使用儀表放大器生成差分輸出信號(hào)嗎？隨著對(duì)精度要求的不同提高，全差分信號(hào)鏈組件因出色的性能脫
發(fā)表于 09-11 11:51
經(jīng)典架構(gòu)新玩法：用單端儀表放大器實(shí)現(xiàn)全差分輸出
輸入阻抗和精確（可調(diào)）增益；但是，在需要全差分輸出信號(hào)時(shí)，它就無(wú)能為力了。人們已經(jīng)使用一些方法，用標(biāo)準(zhǔn)組件實(shí)現(xiàn)全差
發(fā)表于 10-08 13:52
使用全差分放大器構(gòu)建儀表放大器
對(duì)于構(gòu)建儀表放大器的第二級(jí)電路，能否采用全差分的放大電路來(lái)進(jìn)行搭建，使其輸出仍為
發(fā)表于 07-20 11:18
低功耗全差分儀表放大器電路怎么設(shè)計(jì)？
全差分儀表放大器具有其他單端輸出放大器所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，它具有很強(qiáng)的共模噪聲源抗干擾性，可減少二次諧
發(fā)表于 04-06 08:11
交叉連接技術(shù)保持儀表放大器實(shí)現(xiàn)全差分輸出
和精確（可調(diào)）增益；但是，在需要全差分輸出信號(hào)時(shí)，它就無(wú)能為力了。人們已經(jīng)使用一些方法，用標(biāo)準(zhǔn)組件實(shí)現(xiàn)全差
發(fā)表于 10-15 06:30
差分輸入/輸出低功耗儀表放大器解析
目前所有市售的三運(yùn)放儀表放大器（in-amp）僅提供了單端輸出，而差分輸出的儀表放大器可使許多應(yīng)
發(fā)表于 11-16 10:30
?24次下載
TI德州儀器全差分放大器參數(shù)分享
的抗擾性，因此使動(dòng)態(tài)范圍增長(zhǎng)，降低偶爾諧波。 TI德州儀器 行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的全差分放大器失真率低，可驅(qū)動(dòng)精密和高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。除此之外，它們特別適合驅(qū)動(dòng)精密和高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的輸出。TI
發(fā)表于 11-01 11:45
?2151次閱讀
Texas Instruments INA351儀表放大器技術(shù)解析與應(yīng)用指南
Texas Instruments INA351儀表放大器是一款具有集成基準(zhǔn)緩沖器的可選增益儀表放大器。它在
INA851EVM評(píng)估模塊技術(shù)解析：高精度全差分儀表放大器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
Texas Instruments INA851EVM運(yùn)算放大器評(píng)估模塊 (EVM) 可訪問(wèn)和測(cè)量INA851的特性和性能。INA851是一款高精度
德州儀器INA849：高性能儀表放大器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
德州儀器INA849：高性能儀表放大器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，一款性能卓越的儀表放大
德州儀器INA163：低噪聲、低失真儀表放大器的卓越之選
德州儀器INA163：低噪聲、低失真儀表放大器的卓越之選 在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一款性能出色的儀表放大器
德州儀器INA163：低噪聲、低失真儀表放大器的卓越之選
德州儀器INA163：低噪聲、低失真儀表放大器的卓越之選 在電子工程領(lǐng)域，一款性能出色的儀表放大器
評(píng)論